【石城岛变奏：年轻人回乡了，快递进村了，五湖四海的朋友们都来了】汪洋万顷青于靛，小屿珊瑚列画屏。郭沫若笔下的黄海明珠——大连石城岛，有海之天险，有山城之要塞。
有近万人生活在这个不知古城始建于何时的小岛上，有北漂归来的90后小夫妻，有像岛上珍稀物种黑脸琵鹭一样春来秋往的中国台湾商人，有出海捕捞的渔民，也有从这些渔民手中收货的海鲜店女老板，还有只要轮渡不停，就日复一日送快递上岛的物流公司负责人。
时光荏苒、潮起潮落，这座小岛与陆地割离，又被陆地上的每一次改革浪潮影响着。岛上的人们也在岁月流转中悄然成为一次次浪潮里的朵朵浪花。
年轻人归来：建民宿拍视频海岛风光搬上网
每一个黎明，32岁的张维鹏都是被鸟儿唤醒，然后就在自己经营的石城岛南海一品度假村忙碌起来。打扫院落，修剪花枝，关心厨房里的粮食和蔬菜，以及迎接一批批客人。
他时不时地看看手机里的天气信息，因为海上风力超过八级，渡船就要停航，客人只能望洋兴叹。
这是张维鹏回到家乡石城岛的第七年。他在14岁时独自离开海岛，去庄河市读书，然后越走越远，先后去鞍山和北京读书，又因工作有机会到西藏、马尔代夫等地旅游。“大城市机会多，但压力也比小地方大。”北漂的张维鹏始终惦记着家乡带着海盐味儿的风，香甜的虾酱，还有体弱的父母。
2014年，张维鹏回到了石城岛，带着他的爱情和创业梦想。他和妻子赵倩的选择是在岛上开一个度假民宿。张维鹏觉得，单个的民宿虽然不大，却可以成为一个窗口，“透过这些窗口，能看得到整个乡村的发展变化。”现在的石城岛上有大大小小的民宿70家左右，在清爽夏日，静候四方来客。
民宿开门迎客的2015年正是自媒体爆发之年。所以张维鹏和赵倩会在不忙的时候拿着DV到处走走拍拍，记录下海岛的点滴变化和美好：昔日的庄河港成了通航不再受制于潮汐的万吨深水大港，民宿门前的水泥路换成了平坦的柏油路，岛上居民能买到全国各地的特色食物、新奇玩意，客人吃着自己赶海挖回的贝类海鲜，夜空下绽放的烟花让孩子们笑开了花……一个个短片被上传到微信、抖音等平台，获赞无数，无形中成了石城岛的新名片。
与张维鹏小两口的民宿一墙之隔的是一家台湾风格的民宿，餐饮主打的不是海鲜，而是正宗台湾菜品，小黑板上，卤肉饭做了大大的标注。民宿老板娘叫张倩，是石城岛人，她的老公杨力衡来自台湾。
夫妇俩像海岛上的珍稀物种黑脸琵鹭一样春来秋往。“黑脸琵鹭在我们那边非常有名，全球可能只有五千只不到，台南是黑脸琵鹭的固定越冬地，想不到繁殖地竟然在我老婆家乡。”杨力衡分享他第一次来到石城岛时的感受，觉得缘分实在妙不可言。
民宿推出的招牌卤肉饭等特色台湾美食，是他的乡愁。早些年，他会从台湾大包小包地带着食材进岛，现在拼多多等电商购物已经足够成熟，“需要什么食材、什么器具，都可以直接下单，太方便了！”
快递进岛：不刮风不停航一元芸豆送到家
快递进岛到家，让赵倩在千里之外也能吃到家乡味道了。她经常在拼多多买山东大煎饼和干豆腐。2020年底，多多买菜业务也开进了岛里，这让赵倩日益欣喜于当下生活便利性的同时，也大大丰富了小两口为民宿客人准备的美食清单。仅6月29日这天，她就收到了22样商品，从青椒、黄瓜、丹东铁柿子到柠檬、蓝莓、海南的火龙果，满满两大兜子，“因为新鲜、便宜又方便啊。”
在岛上“中心区”居住的邹玲也经常网购，给孩子买衣服和零食，“孩子挑食，海岛人居然不爱吃海货。”邹玲独自带着孩子，经营着一家海鲜专营店，每天都是精打细算过日子。自从多多买菜业务进岛之后，邹玲觉得日子轻松了不少，“岛上的芸豆要卖3块，团购才一块多。基本上能便宜一半。”
她现在天天数着日子，等着休渔期过去，“以前我都是去渔船上抢购海货，然后卖给周围的人，要么就是卖给上岛的游客，一年到头挣不了几个钱。这两年岛里物流可以寄快递了，我的海货已经能卖到大陆上去了，基本上顾客们头天下单第三天就能上桌开吃，大家现在都知道我们石城岛的海鲜好吃了！”
快递到家、海货出岛，也带来了四面八方的关注和五湖四海的朋友。日子越过越好，赵倩、邹玲她们笑言，这得感谢做物流的姜老板。
姜老板名为姜福翀，生于1978年，体格健硕、面目黝黑、脸上总挂着笑，一张嘴就是“海蛎子味”，典型的海岛人形象。他是长海县人，但对于石城岛来说，他不算外乡人。因为石城岛直到姜福翀25岁时还属于长海县管辖，后来才划归了庄河。
2017年，做水产养殖的姜福翀谋求转型，自建岛里物流公司。“像石城岛、王家岛这样的海岛，岛民购物很不方便，我想做一点改变。”姜福翀在两个海岛的岛民和陆地城市之间搭起了一座“桥”。
6月26日早上6点多，姜福翀的手机收到了气象台六个短信提醒，通知海风级数不断变化，因为超过八级，轮渡就要停航，快递就进不到岛上。“一会儿说风力超过八级，一会儿又说降到了七级”，姜福翀的心情跟坐过山车似的，庆幸的是，那一天的渡轮顺利通航。
但每收到一个短信，姜福翀就会发到他的手机微信群里，群里都是他在石城岛和距离石城岛七八海里的王家岛的客户，十个群加起来有近四千人。他说，及时通知配送情况，让大家有个心理准备，这也是取得客户信任的基础。
2017年以前，虽然庄河港到石城岛和王家岛之间的轮渡班次增加了不少，但是没有专门的货物运输配送企业，普通居民的快递一直很难送到岛上，网购的最后一公里始终没有打通。
创业之初非常艰难，有时候送货车还会空跑，船票打了水漂。但姜福翀坚持住了，挺过四个月后，岛里物流渐渐拥有了良好口碑，不再赔钱了。
越来越多来自全国各地的快递漂洋过海上岛来。去年底多多买菜进岛后，岛里物流在庄河的分拣大厅里经常摆满了各种蔬菜水果、饮料牛奶，甚至还有开着花的小盆栽。最多的时候，姜福翀要安排工人往岛上送超过5000单。
“挺自豪的吧，我做到了！”坚持了4年，姜福翀对当下自己的工作挺满意，也有期待，他还在琢磨着，怎么把岛上更多的海鲜通过互联网卖到全国各地。
2021年是“十四五”开局之年，也是推进乡村振兴的关键之年，许许多多如石城岛、悬崖村一样的偏远之地，正在不断涌现的各式各样新农人和农村电商的共同带动之下，融入蓬勃发展的时代浪潮里，欣欣向荣。
表1：黄海明珠——大连庄河石城岛，风光无限好。 摄影 沈晓凯
表2：嫁到石城岛来的山东姑娘赵倩经常手机下单，网购家乡特产，还会给儿子买衣服和玩具。 摄影 沈晓凯
表3：物流进岛、快递到家，让石城岛岛民的生活越来越便利。摄影 沈晓凯
表4：姜福翀每天都会关心天气，确保把岛民的快递准时送到岛上是他的责任。 摄影 沈晓凯
有近万人生活在这个不知古城始建于何时的小岛上，有北漂归来的90后小夫妻，有像岛上珍稀物种黑脸琵鹭一样春来秋往的中国台湾商人，有出海捕捞的渔民，也有从这些渔民手中收货的海鲜店女老板，还有只要轮渡不停，就日复一日送快递上岛的物流公司负责人。
时光荏苒、潮起潮落，这座小岛与陆地割离，又被陆地上的每一次改革浪潮影响着。岛上的人们也在岁月流转中悄然成为一次次浪潮里的朵朵浪花。
年轻人归来：建民宿拍视频海岛风光搬上网
每一个黎明，32岁的张维鹏都是被鸟儿唤醒，然后就在自己经营的石城岛南海一品度假村忙碌起来。打扫院落，修剪花枝，关心厨房里的粮食和蔬菜，以及迎接一批批客人。
他时不时地看看手机里的天气信息，因为海上风力超过八级，渡船就要停航，客人只能望洋兴叹。
这是张维鹏回到家乡石城岛的第七年。他在14岁时独自离开海岛，去庄河市读书，然后越走越远，先后去鞍山和北京读书，又因工作有机会到西藏、马尔代夫等地旅游。“大城市机会多，但压力也比小地方大。”北漂的张维鹏始终惦记着家乡带着海盐味儿的风，香甜的虾酱，还有体弱的父母。
2014年，张维鹏回到了石城岛，带着他的爱情和创业梦想。他和妻子赵倩的选择是在岛上开一个度假民宿。张维鹏觉得，单个的民宿虽然不大，却可以成为一个窗口，“透过这些窗口，能看得到整个乡村的发展变化。”现在的石城岛上有大大小小的民宿70家左右，在清爽夏日，静候四方来客。
民宿开门迎客的2015年正是自媒体爆发之年。所以张维鹏和赵倩会在不忙的时候拿着DV到处走走拍拍，记录下海岛的点滴变化和美好：昔日的庄河港成了通航不再受制于潮汐的万吨深水大港，民宿门前的水泥路换成了平坦的柏油路，岛上居民能买到全国各地的特色食物、新奇玩意，客人吃着自己赶海挖回的贝类海鲜，夜空下绽放的烟花让孩子们笑开了花……一个个短片被上传到微信、抖音等平台，获赞无数，无形中成了石城岛的新名片。
与张维鹏小两口的民宿一墙之隔的是一家台湾风格的民宿，餐饮主打的不是海鲜，而是正宗台湾菜品，小黑板上，卤肉饭做了大大的标注。民宿老板娘叫张倩，是石城岛人，她的老公杨力衡来自台湾。
夫妇俩像海岛上的珍稀物种黑脸琵鹭一样春来秋往。“黑脸琵鹭在我们那边非常有名，全球可能只有五千只不到，台南是黑脸琵鹭的固定越冬地，想不到繁殖地竟然在我老婆家乡。”杨力衡分享他第一次来到石城岛时的感受，觉得缘分实在妙不可言。
民宿推出的招牌卤肉饭等特色台湾美食，是他的乡愁。早些年，他会从台湾大包小包地带着食材进岛，现在拼多多等电商购物已经足够成熟，“需要什么食材、什么器具，都可以直接下单，太方便了！”
快递进岛：不刮风不停航一元芸豆送到家
快递进岛到家，让赵倩在千里之外也能吃到家乡味道了。她经常在拼多多买山东大煎饼和干豆腐。2020年底，多多买菜业务也开进了岛里，这让赵倩日益欣喜于当下生活便利性的同时，也大大丰富了小两口为民宿客人准备的美食清单。仅6月29日这天，她就收到了22样商品，从青椒、黄瓜、丹东铁柿子到柠檬、蓝莓、海南的火龙果，满满两大兜子，“因为新鲜、便宜又方便啊。”
在岛上“中心区”居住的邹玲也经常网购，给孩子买衣服和零食，“孩子挑食，海岛人居然不爱吃海货。”邹玲独自带着孩子，经营着一家海鲜专营店，每天都是精打细算过日子。自从多多买菜业务进岛之后，邹玲觉得日子轻松了不少，“岛上的芸豆要卖3块，团购才一块多。基本上能便宜一半。”
她现在天天数着日子，等着休渔期过去，“以前我都是去渔船上抢购海货，然后卖给周围的人，要么就是卖给上岛的游客，一年到头挣不了几个钱。这两年岛里物流可以寄快递了，我的海货已经能卖到大陆上去了，基本上顾客们头天下单第三天就能上桌开吃，大家现在都知道我们石城岛的海鲜好吃了！”
快递到家、海货出岛，也带来了四面八方的关注和五湖四海的朋友。日子越过越好，赵倩、邹玲她们笑言，这得感谢做物流的姜老板。
姜老板名为姜福翀，生于1978年，体格健硕、面目黝黑、脸上总挂着笑，一张嘴就是“海蛎子味”，典型的海岛人形象。他是长海县人，但对于石城岛来说，他不算外乡人。因为石城岛直到姜福翀25岁时还属于长海县管辖，后来才划归了庄河。
2017年，做水产养殖的姜福翀谋求转型，自建岛里物流公司。“像石城岛、王家岛这样的海岛，岛民购物很不方便，我想做一点改变。”姜福翀在两个海岛的岛民和陆地城市之间搭起了一座“桥”。
6月26日早上6点多，姜福翀的手机收到了气象台六个短信提醒，通知海风级数不断变化，因为超过八级，轮渡就要停航，快递就进不到岛上。“一会儿说风力超过八级，一会儿又说降到了七级”，姜福翀的心情跟坐过山车似的，庆幸的是，那一天的渡轮顺利通航。
但每收到一个短信，姜福翀就会发到他的手机微信群里，群里都是他在石城岛和距离石城岛七八海里的王家岛的客户，十个群加起来有近四千人。他说，及时通知配送情况，让大家有个心理准备，这也是取得客户信任的基础。
2017年以前，虽然庄河港到石城岛和王家岛之间的轮渡班次增加了不少，但是没有专门的货物运输配送企业，普通居民的快递一直很难送到岛上，网购的最后一公里始终没有打通。
创业之初非常艰难，有时候送货车还会空跑，船票打了水漂。但姜福翀坚持住了，挺过四个月后，岛里物流渐渐拥有了良好口碑，不再赔钱了。
越来越多来自全国各地的快递漂洋过海上岛来。去年底多多买菜进岛后，岛里物流在庄河的分拣大厅里经常摆满了各种蔬菜水果、饮料牛奶，甚至还有开着花的小盆栽。最多的时候，姜福翀要安排工人往岛上送超过5000单。
“挺自豪的吧，我做到了！”坚持了4年，姜福翀对当下自己的工作挺满意，也有期待，他还在琢磨着，怎么把岛上更多的海鲜通过互联网卖到全国各地。
2021年是“十四五”开局之年，也是推进乡村振兴的关键之年，许许多多如石城岛、悬崖村一样的偏远之地，正在不断涌现的各式各样新农人和农村电商的共同带动之下，融入蓬勃发展的时代浪潮里，欣欣向荣。
表1：黄海明珠——大连庄河石城岛，风光无限好。 摄影 沈晓凯
表2：嫁到石城岛来的山东姑娘赵倩经常手机下单，网购家乡特产，还会给儿子买衣服和玩具。 摄影 沈晓凯
表3：物流进岛、快递到家，让石城岛岛民的生活越来越便利。摄影 沈晓凯
表4：姜福翀每天都会关心天气，确保把岛民的快递准时送到岛上是他的责任。 摄影 沈晓凯
能登上热搜榜的事件五花八门，除了事件本事，激发网友评论发酵的过程才是舆论的风口。发生在自己身上的事件可以说是沙滩上的一粒沙，发声为什么没有成为热搜，反而时不时的被屏蔽和限流，就几个维度来看便能明白。首先，我所在的地区位置特殊，又是经常被欧美干涉内政的地区之一，谁又想让这点糗事播报再被抓住小辫子呢！但凡有点本地事件也是不能被传播开来，就去年本地疫情爆发首例患者的行动轨迹还要感谢浙江省第一时间曝光。其次是法官们的水平参差不齐，非常质疑他们是如何进入司法系统的。中院一审判定征收决定违法，但不撤销，原因是有社会风险，本地拆迁工作基本结束，目前司法局都在告诉我们几个区域在追缴征收补偿多得部分，所谓以补偿不合理根据征收决定申诉案件其实根本就没有。中院诉被告补偿案，就因为政府出具一份《情况说明》被驳回，却的申请材料。庭审现场以我们没有申请要被告证据为由拒绝我们复印这份《情况说明》。上诉到高法，法官给我举例：你的车在路上被撞，不管是谁撞的，最后反正有人给你赔钱，你拿到钱就可以。这个比喻无论是否恰当都注定案件上诉被驳回维持原判。条条大路被堵死，那就老老实实去基层法院立案赔偿吧！生活用品和货物赔偿4月28日立案，疫情防控8月12日置证，法官在法庭上才看材料，完全没有提前备案，被告律师以所有权人和使用人分别是二个人为由建议分别立案审理，并警告我：不要让政府失去耐心。在我国依法治国，让百姓感受到司法的公平正义这可是一直在倡导的，如今在这里你能感受到什么呢！地方落后是有原因的，但不代表所有人都是愚昧无知的，执法人员的素质和能力水平堪忧，真是佩服他们的找茬方式。法官约我明天去法院一趟，可被告的证据材料以需要向上级反映后才能去拷贝，我可以等，你们可以继续甩锅和（行政不作为）。#七夕花式比心大赛##七夕表白大赏#
【水不只往低处流？重磅论文揭示地下水密码：“看不到地下水流，就把它‘画’出来”】“人往高处走，水往低处流”这句话，揭示着世间再平常不过的规律。然而，凡事都有个例外，比如，在我们脚下的“深地”，水不一定只往低处流。
地下水如何循环，是地下水科学研究最基本的问题之一。尽管早在1963年匈牙利裔加拿大科学家J. Tóth就用解析方法绘制了地下水系统复杂的多级嵌套结构，但人们很少从现场观测和试验中真正认识地下水流情况，这大大限制了地下水系统理论的完善和相应的“深地”开发利用。
8月9日，我国同位素水文地质领域的研究人员主导发表在《地球物理研究快报》（GRL）上的一篇重磅国际合作研究论文——《钻井地下水年龄和化学成分剖面上转折点揭示盆地多级嵌套地下水系统》https://t.cn/A6IaUI49，不仅佐证了地下水并不只是“往低处流”，更揭示了地下水循环的丰富内涵和精湛细节，这将为我国深地资源开发利用提供难得的科学基础。
论文在线发表后，《中国科学报》联系采访了该论文的第一作者、中国地质调查局西安地质调查中心高工张俊，以及论文通讯作者之一、中科院地质与地球物理研究所研究员庞忠和。
△ 地下水多大岁数？取出来测一测
地下水循环的问题在地下水科学研究领域的基础地位，堪比爱因斯坦定律之于物理学。然而，与地表水相比，地下水“不可见”及其水系统结构复杂的属性，使得人们在野外识别它的难度很大。
看不到它，就把它“画”出来。在内蒙古高原的鄂尔多斯盆地，科学家们以这里的地下水系统为对象，施展起了他们的“绘画天才”。不过，他们用来作画的“笔墨”，是钻井剖面上的地下水年龄数据和地球化学成分信息。
水从地表渗入地下开始算起，到采样时所经过的时间，就是地下水的年龄。庞忠和告诉《中国科学报》，通过摸底不同地点地下水的年龄、水位等情况，再结合化学成分特征画线，找到“转折点”，就能准确描摹地下水的多级嵌套循环系统。
而要获得实测地下水年龄和化学成分，首要的问题就是要精准取样。然而由于钻孔内地下水一般处于运动状态，传统的“全井抽水”试验方法很难取到不同深度的分层样品，而详细的分层样品数据恰恰是刻画地下水系统结构的关键信息。
工欲善其事，必先利其器。创造和改进试验和测试技术，是研究团队要闯的第一道关。
庞忠和告诉记者，双栓塞（double-packer）地下水分层采样与试验系统最早于本世纪初经由国际原子能机构（IAEA）技术合作项目引入我国，在深层地下水勘查和高放核废物地质处置选址项目中开始应用。但是，它在实践中也遇到一些问题。2010年以后，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的研究人员重新设计了“双栓塞分层抽水试验系统”，在设备材质、耐压性能、止水效果等方面加以改进，使其能够适应我国深井高水压条件下的分层取样要求。
“国产新设备可以满足水文地质勘查工作需要。”张俊对《中国科学报》介绍说， “在鄂尔多斯盆地，我们通过控制取样流量和降深，并通过建立水质现场监测评价方法，避免了取样过程中‘层间越流’和外来水混入的可能。”张俊表示，这些举措有效提高了采样质量，为精细刻画地下水系统打下了可靠的基础。
取样之后就是“定年”。不过，常用的氚（3H）和碳（14C）同位素方法测定上限分别为60年以内和4万年以内，这对于年龄动辄超过4万年的大型盆地深层地下水而言，显得不够用。
“本次研究采用了最新的氪（Kr）同位素定年技术。” 庞忠和对《中国科学报》介绍说，5年前我们和中国科技大学教授卢征天团队合作，开展测量技术和应用条件的研究。
Kr是惰性气体，81Kr的半衰期是23万年，定年范围可达130万年，而且81Kr在地下无干扰源，化学性质稳定，不和其他物质发生反应，是古老地下水的理想定年方法。但该方法的应用长期受限，这缘于81Kr同位素在自然界中的丰度极低，传统方法很难以检测到。
在破解这一难题过程中，量子测量技术发挥了重要作用。庞忠和告诉记者，基于激光冷却原子阱技术（ATTA），卢征天团队自主研发了ATTA痕量同位素分析实验装置，为81Kr的痕量分析提供了“测量神器”，现在定年只需要20千克水样，大大拓展了该方法应用领域。
卢征天团队也是本次研究的重要参与者。他告诉记者，ATTA是一种量子测量技术，该方法可实现单原子水平的计数，具有极高的灵敏度。
“ATTA可以在每微升为10-14 同位素水平(STP)的氪气中计数极低浓度的85Kr和81Kr原子。”卢征天对记者解释道，通过技术改进，他们目前已经获得了更好的原子冷却、收集和检测效率，可将Kr同位素定年实际应用所需的地下水样品量从200kg减小到 20kg，并提高了测量精度和定年范围。现在，中国科学技术大学是国际上唯一拥有有能力实现地下水采样、气体分离提纯和ATTA同位素分析完整流程的实验室的单位。
“在ATTA技术加持下，Kr同位素定年法已成为国际上公认最好的古地下水定年方法。”庞忠和说。
△ 让地下水流“显形”
综合运用地下水分层抽水试验系统、3H、14C、81Kr和85Kr以及水化学成分等多种示踪定年和数值模拟等技术，研究团队在钻孔内确定了详细的地下水位、年龄和地球化学实测剖面。
“这些剖面可以帮助我们更好地区别地下水多级嵌套系统之间的界面。”张俊说，通过将这些实测剖面与数值模拟结果得到的地下水流场和年龄场进行对比验证，就可以基于多种证据圈定地下水系统的空间结构，从而有效识别并精细刻画出地下水系统的多级嵌套结构（如图）。
地下水流1的副本.jpg
鄂尔多斯乌审召盆地地下水系统的多级嵌套结构：（a）图是地下水流系统多级嵌套结构示意图，（b）图是地下水流和年龄数值模拟结果。张俊 供图
与前人在鄂尔多斯盆地的研究结果（地下水最大年龄4万年）相比，该研究首次发现超过20万年的地下水，得到的地下水年龄剖面比以往研究更加精细准确，使人们对鄂尔多斯盆地地下水循环规律的认识达到了新的高度。
“这是我国地下水科学界20年努力的一个里程碑式的进展。”庞忠和告诉《中国科学报》：“如果说上个世纪澳大利亚大自流水盆地的研究给人们呈现了大型沉积盆地地下水循环的宏大格局的话，今天我国的鄂尔多斯盆地则展示了这个循环系统的丰富内涵和精湛细节。而这恰恰反映了其本质特征。”
而在研究中先后涌现的科技突破——研究团队成功实现了packer和ATTA设备的国产化，更让庞忠和心生感慨：“从同位素水文地质学角度来讲，packer和ATTA两项顶尖技术整合起来，再加上科学深钻连井剖面的研究平台，无疑是做深层地下水科研的最好状态了。”
△ 为“深地”应用筑牢科学基础
谈及该研究的意义，庞忠和表示，总的来说，这是一项应用基础研究，其对区域尺度地下水系统理论研究提供了重要佐证；并且它结合了地球系统科学的概念，也有力推动了地下水科学向前进步。
不仅如此，尽管目前还无法直接评估该成果的实际应用价值，但其对于深地资源和空间利用的指导意义仍然非常可观。
“比如核废料处置、二氧化碳地下封存等，需要寻找一个安全、稳定的地下环境，只有类似区域尺度地下系统被精细刻画出以后，人们才好决定去哪儿封存。”庞忠和展望道，这在当前“碳中和”背景下意义深远。
当然，这类研究对于地下水的资源评价和可持续开采而言，是必不可少的理论基础。
庞忠和举例说，近年来，作为世界上三个最干旱的极端干旱区之一的新疆，居然也时不时会发生洪水现象——这是全球变暖、气温升高以后冰川融化退缩的结果。干旱地区发洪水的时候怎么办？“当我们了解清楚了地下水文状况后，我们给新疆提供了具体建议：把多余的冰川融水存在地下，建一个地下水库。这作为应对气候变化的一个手段，现在已经行动起来了。”
此外，相应的理论成果还将进一步指导区域地热资源开发、地下空间利用等的开展。庞忠和说，在当前全球应对气候变化的大背景下，“深地”开发是一个重要手段，但在之前，“我们需要先解码”。https://t.cn/A6IaUI4C
地下水如何循环，是地下水科学研究最基本的问题之一。尽管早在1963年匈牙利裔加拿大科学家J. Tóth就用解析方法绘制了地下水系统复杂的多级嵌套结构，但人们很少从现场观测和试验中真正认识地下水流情况，这大大限制了地下水系统理论的完善和相应的“深地”开发利用。
8月9日，我国同位素水文地质领域的研究人员主导发表在《地球物理研究快报》（GRL）上的一篇重磅国际合作研究论文——《钻井地下水年龄和化学成分剖面上转折点揭示盆地多级嵌套地下水系统》https://t.cn/A6IaUI49，不仅佐证了地下水并不只是“往低处流”，更揭示了地下水循环的丰富内涵和精湛细节，这将为我国深地资源开发利用提供难得的科学基础。
论文在线发表后，《中国科学报》联系采访了该论文的第一作者、中国地质调查局西安地质调查中心高工张俊，以及论文通讯作者之一、中科院地质与地球物理研究所研究员庞忠和。
△ 地下水多大岁数？取出来测一测
地下水循环的问题在地下水科学研究领域的基础地位，堪比爱因斯坦定律之于物理学。然而，与地表水相比，地下水“不可见”及其水系统结构复杂的属性，使得人们在野外识别它的难度很大。
看不到它，就把它“画”出来。在内蒙古高原的鄂尔多斯盆地，科学家们以这里的地下水系统为对象，施展起了他们的“绘画天才”。不过，他们用来作画的“笔墨”，是钻井剖面上的地下水年龄数据和地球化学成分信息。
水从地表渗入地下开始算起，到采样时所经过的时间，就是地下水的年龄。庞忠和告诉《中国科学报》，通过摸底不同地点地下水的年龄、水位等情况，再结合化学成分特征画线，找到“转折点”，就能准确描摹地下水的多级嵌套循环系统。
而要获得实测地下水年龄和化学成分，首要的问题就是要精准取样。然而由于钻孔内地下水一般处于运动状态，传统的“全井抽水”试验方法很难取到不同深度的分层样品，而详细的分层样品数据恰恰是刻画地下水系统结构的关键信息。
工欲善其事，必先利其器。创造和改进试验和测试技术，是研究团队要闯的第一道关。
庞忠和告诉记者，双栓塞（double-packer）地下水分层采样与试验系统最早于本世纪初经由国际原子能机构（IAEA）技术合作项目引入我国，在深层地下水勘查和高放核废物地质处置选址项目中开始应用。但是，它在实践中也遇到一些问题。2010年以后，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心的研究人员重新设计了“双栓塞分层抽水试验系统”，在设备材质、耐压性能、止水效果等方面加以改进，使其能够适应我国深井高水压条件下的分层取样要求。
“国产新设备可以满足水文地质勘查工作需要。”张俊对《中国科学报》介绍说， “在鄂尔多斯盆地，我们通过控制取样流量和降深，并通过建立水质现场监测评价方法，避免了取样过程中‘层间越流’和外来水混入的可能。”张俊表示，这些举措有效提高了采样质量，为精细刻画地下水系统打下了可靠的基础。
取样之后就是“定年”。不过，常用的氚（3H）和碳（14C）同位素方法测定上限分别为60年以内和4万年以内，这对于年龄动辄超过4万年的大型盆地深层地下水而言，显得不够用。
“本次研究采用了最新的氪（Kr）同位素定年技术。” 庞忠和对《中国科学报》介绍说，5年前我们和中国科技大学教授卢征天团队合作，开展测量技术和应用条件的研究。
Kr是惰性气体，81Kr的半衰期是23万年，定年范围可达130万年，而且81Kr在地下无干扰源，化学性质稳定，不和其他物质发生反应，是古老地下水的理想定年方法。但该方法的应用长期受限，这缘于81Kr同位素在自然界中的丰度极低，传统方法很难以检测到。
在破解这一难题过程中，量子测量技术发挥了重要作用。庞忠和告诉记者，基于激光冷却原子阱技术（ATTA），卢征天团队自主研发了ATTA痕量同位素分析实验装置，为81Kr的痕量分析提供了“测量神器”，现在定年只需要20千克水样，大大拓展了该方法应用领域。
卢征天团队也是本次研究的重要参与者。他告诉记者，ATTA是一种量子测量技术，该方法可实现单原子水平的计数，具有极高的灵敏度。
“ATTA可以在每微升为10-14 同位素水平(STP)的氪气中计数极低浓度的85Kr和81Kr原子。”卢征天对记者解释道，通过技术改进，他们目前已经获得了更好的原子冷却、收集和检测效率，可将Kr同位素定年实际应用所需的地下水样品量从200kg减小到 20kg，并提高了测量精度和定年范围。现在，中国科学技术大学是国际上唯一拥有有能力实现地下水采样、气体分离提纯和ATTA同位素分析完整流程的实验室的单位。
“在ATTA技术加持下，Kr同位素定年法已成为国际上公认最好的古地下水定年方法。”庞忠和说。
△ 让地下水流“显形”
综合运用地下水分层抽水试验系统、3H、14C、81Kr和85Kr以及水化学成分等多种示踪定年和数值模拟等技术，研究团队在钻孔内确定了详细的地下水位、年龄和地球化学实测剖面。
“这些剖面可以帮助我们更好地区别地下水多级嵌套系统之间的界面。”张俊说，通过将这些实测剖面与数值模拟结果得到的地下水流场和年龄场进行对比验证，就可以基于多种证据圈定地下水系统的空间结构，从而有效识别并精细刻画出地下水系统的多级嵌套结构（如图）。
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鄂尔多斯乌审召盆地地下水系统的多级嵌套结构：（a）图是地下水流系统多级嵌套结构示意图，（b）图是地下水流和年龄数值模拟结果。张俊 供图
与前人在鄂尔多斯盆地的研究结果（地下水最大年龄4万年）相比，该研究首次发现超过20万年的地下水，得到的地下水年龄剖面比以往研究更加精细准确，使人们对鄂尔多斯盆地地下水循环规律的认识达到了新的高度。
“这是我国地下水科学界20年努力的一个里程碑式的进展。”庞忠和告诉《中国科学报》：“如果说上个世纪澳大利亚大自流水盆地的研究给人们呈现了大型沉积盆地地下水循环的宏大格局的话，今天我国的鄂尔多斯盆地则展示了这个循环系统的丰富内涵和精湛细节。而这恰恰反映了其本质特征。”
而在研究中先后涌现的科技突破——研究团队成功实现了packer和ATTA设备的国产化，更让庞忠和心生感慨：“从同位素水文地质学角度来讲，packer和ATTA两项顶尖技术整合起来，再加上科学深钻连井剖面的研究平台，无疑是做深层地下水科研的最好状态了。”
△ 为“深地”应用筑牢科学基础
谈及该研究的意义，庞忠和表示，总的来说，这是一项应用基础研究，其对区域尺度地下水系统理论研究提供了重要佐证；并且它结合了地球系统科学的概念，也有力推动了地下水科学向前进步。
不仅如此，尽管目前还无法直接评估该成果的实际应用价值，但其对于深地资源和空间利用的指导意义仍然非常可观。
“比如核废料处置、二氧化碳地下封存等，需要寻找一个安全、稳定的地下环境，只有类似区域尺度地下系统被精细刻画出以后，人们才好决定去哪儿封存。”庞忠和展望道，这在当前“碳中和”背景下意义深远。
当然，这类研究对于地下水的资源评价和可持续开采而言，是必不可少的理论基础。
庞忠和举例说，近年来，作为世界上三个最干旱的极端干旱区之一的新疆，居然也时不时会发生洪水现象——这是全球变暖、气温升高以后冰川融化退缩的结果。干旱地区发洪水的时候怎么办？“当我们了解清楚了地下水文状况后，我们给新疆提供了具体建议：把多余的冰川融水存在地下，建一个地下水库。这作为应对气候变化的一个手段，现在已经行动起来了。”
此外，相应的理论成果还将进一步指导区域地热资源开发、地下空间利用等的开展。庞忠和说，在当前全球应对气候变化的大背景下，“深地”开发是一个重要手段，但在之前，“我们需要先解码”。https://t.cn/A6IaUI4C
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